CN105637729B - 用于增加外来物体检测环路阵列灵敏性的系统、方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于检测外来物体的系统、方法和设备。提供用于检测物体的存在的设备，其包含布置在阵列中的多个导电环路(701、702、703、704)。所述设备包含传感器电路(730)，其经配置以确定与所述多个环路中的每一者相关联的特性。所述设备包含硬件处理器(734)，其经配置以针对所述多个环路中的每一环路，基于与所述环路相关联的所述特性及与至少一个邻近环路相关联的所述特性而确定参数。所述硬件处理器可进一步经配置以基于所述参数而确定所述物体的所述存在。所述参数可包括以下两者的和：与所述环路相关联的所述特性及所述特性的参考值之间的差，及与所述至少一个邻近环路中的每一者相关联的所述特性及所述参考值之间的差。

Description

用于增加外来物体检测环路阵列灵敏性的系统、方法及设备
技术领域
本发明大体上涉及无线电力传递，且更具体来说，涉及用于增加的外来物体检测环路阵列灵敏性的装置、系统及方法。
背景技术
已经引入了包含从例如电池等能量存储装置接收的电导出的运动动力的远程系统，例如车辆。举例来说，混合动力电动车辆包含机载充电器，所述机载充电器使用来自车辆制动和传统马达的电力给车辆充电。常常提议通过例如家用或商用AC供应源等某种类型的有线交流电(AC)给电池电动车辆(电动车辆)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器。电缆和类似连接器有时可能不方便或笨重，且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传送电力以便用于给电动车辆充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。然而，无线场可诱发定位在无线场内的良好导电(例如，金属)物体中的涡电流，从而潜在地导致物体变热、振动或导致附近物体熔化或着火。由此，有效且安全地传递电力以给电动车辆充电的无线充电系统和方法是合乎需要的。
发明内容
在所附权利要求书的范围内的系统、方法及装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。
在附图和下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施例的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书中变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
本发明的一个方面提供一种用于检测物体的存在的设备。所述设备包括布置在阵列中的多个导电环路。所述设备进一步包括传感器电路，其经配置以确定与所述多个环路中的每一者相关联的特性。所述设备进一步包括硬件处理器，其经配置以针对多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数。所述硬件处理器进一步经配置以基于所述参数而确定物体的存在。
本发明的另一方面提供一种用于检测物体的存在的方法的实施例。所述方法包括确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的特性。所述方法进一步包括针对所述多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数。所述方法进一步包括基于所述参数而确定物体的存在。
本发明的又一方面提供一种检测物体的存在的设备。所述设备包括用于确定与环路阵列的多个环路中的每一者相关联的特性。所述设备进一步包括用于针对所述多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数的装置。所述设备进一步包括用于基于所述参数而确定物体的存在的装置。
本发明的另一方面提供一种用于检测物体的存在的非暂时性计算机可读媒体。所述非暂时性计算机可读媒体计算机程序具有编码在其上的指令，所述指令在被执行时致使设备确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的特性。所述指令在被执行时进一步致使所述针对所述多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数。所述指令在被执行时进一步致使所述设备基于所述参数而确定物体的存在。
附图说明
图1为根据示范性实施例的用于对电动车辆充电的示范性无线电力传递系统的图。
图2为图1的无线电力传递系统的示范性核心组件的示意图。
图3为展示图1的无线电力传递系统的示范性核心及辅助组件的另一功能框图。
图4是展示根据示范性实施例的用于物体检测的示范性环路阵列的图。
图5是根据一实施例的用于嵌入底座垫内的物体检测的示范性环路阵列的侧视图。
图6是根据一实施例的经配置以检测物体的环路阵列内的环路的示范性配置的图。
图7是根据一实施例的经配置以基于环路阻抗测量值来检测物体的示范性电路的功能框图。
图8是根据一实施例的经配置以基于环路谐振频率测量值而检测物体的示范性电路的另一功能框图。
图9是根据示范性实施例的用于基于环路测量值检测物体的结果矩阵的图。
图10是根据示范性实施例的用于基于环路测量值及邻近环路测量值而检测物体的经扩展结果矩阵的图。
图11是根据示范性实施例的说明在不存在外来物体时的环路谐振频率的图表。
图12是根据示范性实施例的说明在外来物体存在于环路中心时的环路谐振频率的改变的另一图表。
图13是根据示范性实施例的说明在外来物体存在于两个环路之间的边缘处时的环路谐振频率的改变的另一图表。
图14是根据示范性实施例的用于检测物体的存在的示范性方法的流程图。
图15是根据示范性实施例的用于检测物体的存在的设备的功能框图。
图16是根据示范性实施例的用于基于环路测量值而检测物体并校正温度变化的结果矩阵的图。
图17是根据示范性实施例的用于基于环路测量值、邻近环路测量值而检测物体且校正温度变化的经精简结果矩阵的图。
图18是说明根据示范性实施例的在没有外来物体存在于室温下时的环路谐振频率的图表。
图19是根据示范性实施例的说明在没有外来物体存在于增加的温度下时的环路谐振频率的改变的另一图表。
图20是根据示范性实施例的说明在没有外来物体存在于大体上增加的温度下时的环路谐振频率的改变的另一图表。
图21是根据示范性实施例的说明在存在外来物体时的环路谐振频率的改变的另一图表。
图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可任意扩大或减小各种特征的尺寸。此外，图式中的一些图式可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，可能贯穿说明书和图式使用相似参考标号来表示相似特征。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述既定作为对本发明的示范性实施例的描述，且并不希望表示可以实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比其它示例性实施例优选或有利。具体描述包含出于提供对示范性实施例的透彻理解的目的的具体细节。在一些情况下，以框图形式展示一些装置。
无线地传递电力可指将与电场、磁场、电磁场或其它场相关联的任何形式的能量从发射器传递到接收器而不使用物理电导体(例如，可经由自由空间传递电力)。可由“接收线圈”接收、捕获或耦合到无线场(例如，磁场)中的电力输出以实现电力传递。
电动车辆在本文中用以描述远程系统，远程系统的实例为包括从可充电能量存储装置(例如，一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)得到的电力作为其运动能力的部分的车辆。作为非限制性实例，一些电动车辆可为混合电动车辆，其除了电动马达以外还包含用于直接运动或对车辆的电池充电的传统内燃机。其它电动车辆可从电力汲取所有运动能力。电动车辆不限于汽车，且可包含摩托车、手推车、小型摩托车，及其类似者。举例来说而非限制，本文描述呈电动车辆(EV)形式的远程系统。此外，还预期可使用可充电能量存储装置而至少部分地供电的其它远程系统(例如，例如个人计算装置等电子装置及其类似者)。
图1为根据示范性实施例的用于对电动车辆112充电的示范性无线电力传递系统100的图。当电动车辆112停车于底座无线充电系统102a附近时，无线电力传递系统100实现电动车辆112的充电。说明了在停车区中用于待停车于对应的底座无线充电系统102a及102b上方的两个电动车辆的空间。在一些实施例中，区域分配中心130可连接到电力主干132且经配置以经由电力链路110将交流(AC)或直流(DC)供电提供到底座无线充电系统102a。底座无线充电系统102a还包含用于无线地传递或接收电力的基本系统感应线圈104a。电动车辆112可包含电池单元118、电动车辆感应线圈116及电动车辆无线充电系统114。电动车辆感应线圈116可(例如)经由由底座系统感应线圈104a所产生的电磁场的区域来与底座系统感应线圈104a相互作用。
在一些示范性实施例中，电动车辆感应线圈116可在电动车辆感应线圈116位于由底座系统感应线圈104a产生的能量场中时接收电力。所述场对应于其中可由电动车辆感应线圈116俘获由底座系统感应线圈104a所输出的能量的区域。举例来说，由底座系统感应线圈104a所输出的能量可处于足以给电动车辆112充电或供电的电平。在一些情况下，所述场可对应于底座系统感应线圈104a的“近场”。近场可对应于其中存在由底座系统感应线圈104a中的电流和电荷引起的并不将电力辐射远离底座系统感应线圈104a的强反应性场的区。在一些情况下，近场可对应于处于底座系统感应线圈104a的波长的约1/2π内的区(且针对电动车辆感应线圈116，反之亦然)，如将在下文中进一步描述。
地区配电中心1130可经配置以经由通信回程134而与外部源(例如，电网)通信且经由通信链路108而与底座无线充电系统102a通信。
在一些实施例中，电动车辆感应线圈116可与底座系统感应线圈104a对准，且因此由司机简单地安置于近场区内，从而相对于底座系统感应线圈104a而正确地定位电动车辆112。在其它实施例中，可给予司机视觉反馈、听觉反馈或其组合，以确定电动车辆112何时被恰当地放置以用于无线电力传递。在又其它实施例中，电动车辆112可通过自动驾驶系统定位，所述自动驾驶系统可将电动车辆112来回移动(例如，呈Z字形移动)直到对准误差已达到可容许值为止。此可在无司机干涉的情况下或在仅具有最小司机干涉的情况下(前提是电动车辆112配备有伺服方向盘、超声波传感器及智能以调整车辆)由电动车辆112自动地及自主地执行。在仍其它实施例中，电动车辆感应线圈116、底座系统感应线圈104a或其组合可具有用于使所述感应线圈116与104a相对于彼此移位及移动以更准确地将它们定向并在其间形成更有效率的耦合的功能性。
底座无线充电系统102a可位于多种位置中。作为非限制性实例，一些合适位置包含在电动车辆112所有者的家中的停车区、为在常规的基于石油的加油站后模型化的电动车辆无线充电所保留的停车区及在例如购物中心及工作场所等其它位置的停车场。
无线地对电动车辆充电可提供众多益处。举例来说，可自动地执行充电，而几乎不具有司机干预和操纵，由此提高用户的便利性。还可不存在暴露的电触点且无机械磨损，借此提高无线电力传递系统100的可靠性。可能不需要对电缆及连接器的操纵，且可不存在可在室外环境中暴露于湿气及水的电缆、插头或插座，借此提高安全性。还可不存在可见或可接近的插口、电缆和插头，借此减小对电力充电装置的潜在破坏行为。另外，由于可将电动车辆112用作分布式存储装置以使电网稳定，所以可使用对接至电网解决方案来增加针对车辆至电网(V2G)操作的车辆可用性。
如参看图1所描述的无线电力传递系统100还可提供美学及非阻碍优点。举例来说，可不存在可阻碍车辆及/或行人的充电柱及电缆。
作为车辆至电网能力的进一步解释，无线电力发射及接收能力可经配置成互逆式，使得底座无线充电系统102a将电力传递到电动车辆112且电动车辆112将电力传递到底座无线充电系统102a(例如，在能量不足时)。此能力可用于通过在由可再生发电(例如，风或太阳能)中的过度需求或不足引起的能量不足时允许电动车辆将电力贡献给整个分配系统来使配电网稳定。
图2为图1的无线电力传递系统100的示范性核心组件的示意图。如图2中所示，无线电力传递系统200可包含底座系统发射电路206，所述底座系统发射电路206包含具有电感L1的底座系统感应线圈204。无线电力传递系统200进一步包含电动车辆接收电路222，所述电动车辆接收电路222包含具有电感L2的电动车辆感应线圈216。本文中所描述的实施例可使用电容负载型线回路(即，多匝线圈)，从而形成能够经由磁近场或电磁近场将能量从初级结构(发射器)有效率地耦合到次级结构(接收器)(如果初级结构与次级结构两者经调谐到共同谐振频率)的谐振结构。可将线圈用于电动车辆感应线圈216和底座系统感应线圈204。将谐振结构用于耦合能量可被称为“磁耦合谐振”、“电磁耦合谐振”和/或“谐振感应”。将基于从底座无线电力充电系统202到电动车辆112的电力传递来描述无线电力传递系统200的操作，但不限于此。举例来说，如上文所论述，电动车辆112可将电力传送到底座无线充电系统102a。
参考图2，电力供应器208(例如，AC或DC)将电力PSDC供应到底座无线电力充电系统202以将能量传递到电动车辆112。底座无线电力充电系统202包含底座充电系统电力转换器236。底座充电系统电力转换电路236可包含例如以下各者的电路：AC/DC转换器，其经配置以将电力从标准干线AC转换到处于合适电压电平的DC电力；以及DC/低频(LF)转换器，其经配置以将DC电力转换到处于适合于无线高电力传递的工作频率的电力。底座充电系统电力转换器236将电力P1供应到包含与底座系统感应线圈204串联的电容器C1的底座系统发射电路206，以在所要频率下发射电磁场。电容器C1可与底座系统感应线圈204并联或串联耦合，或可以并联或串联拓扑的任何组合由若干电抗性元件形成。可提供电容器C1以与底座系统感应线圈204形成在所要频率下谐振的谐振电路。底座系统感应线圈204接收电力P1且在足以对电动车辆112充电或供电的电平下无线地发射电力。举例来说，由底座系统感应线圈204无线地提供的功率电平可为大约数千瓦(kW)(例如，从1kW到110kW的任何者，或更高或更低)。
包含底座系统感应线圈204的底座系统发射电路206与包含电动车辆感应线圈216的电动车辆接收电路222可被调谐到大体上相同频率，且可定位于由底座系统感应线圈204和电动车辆感应线圈116中的一者所发射的电磁场的近场内。在这种情况下，底座系统感应线圈204和电动车辆感应线圈116可变成彼此耦合，使得电力可被传递到包含电容器C2和电动车辆感应线圈116的电动车辆接收电路222。可提供电容器C2以与电动车辆感应线圈216形成在所要频率下谐振的谐振电路。电容器C2可与电动车辆感应线圈204并联或串联耦合，或可以并联或串联拓扑的任何组合由若干电抗性元件形成。要素k(d)表示在线圈分离下所得的相互耦合系数。等效电阻Req,1及Req,2表示可为感应线圈204及216以及反电抗电容器C1及C2所固有的损耗。包含电动车辆感应线圈316及电容器C2的电动车辆接收电路222接收电力P2且将电力P2提供到电动车辆充电系统214的电动车辆电力转换器238。
电动车辆电力转换器238可尤其包含LF/DC转换器，所述LF/DC转换器经配置以将处于操作频率的电力转换回到处于与电动车辆电池组单元218的电压电平匹配的电压电平的DC电力。电动车辆电力转换器238可提供经转换电力PLDC以对电动车辆电池单元218充电。电力供应器208、底座充电系统电力转换器236及底座系统感应线圈204可静止且位于多种位置处，如上文所论述。电池单元218、电动车辆电力转换器238及电动车辆感应线圈216可包含于作为电动车辆112的部分或电池组(未图示)的部分的电动车辆充电系统214中。电动车辆充电系统214还可经配置以经由电动车辆感应线圈216而将电力无线地提供到底座无线电力充电系统202以将电力馈入回到电网。电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204中的每一者可充当基于所述操作模式的发射或接收感应线圈。
虽然未图示，但无线电力传递系统200可包含负载断开单元(LDU)以从无线电力传递系统200安全地断开电动车辆电池单元218或电力供应器208。举例来说，在紧急或系统故障的情况下，LDU可经触发以从无线电力传递系统200断开负载。可提供LDU以作为对用于管理对电池到充电的电池管理系统的补充，或LDU可为电池管理系统的部分。
另外，电动车辆充电系统214可包含开关电路(未图示)以用于将电动车辆感应线圈216选择性地连接到电动车辆电力转换器238及选择性地断开电动车辆感应线圈216。断开电动车辆感应线圈216可中止充电且还可调整如由底座无线充电系统102a(充当发射器)“看到”的“负载”，其可用于从基座无线充电系统102a“掩盖”电动车辆充电系统114(充当接收器)。可在发射器包含负载感测电路的情况下检测负载改变。因此，例如底座无线充电系统202等发射器可具有用于确定例如电动车辆充电系统214等接收器何时存在于底座系统感应线圈204的近场中的机制。
如上文所描述，在操作中，假定朝向车辆或电池的能量传递，从电力供应器208提供输入电力以使得底座系统感应线圈204产生用于提供能量传递的场。电动车辆感应线圈216耦合到辐射场且产生供电动车辆112储存或消耗的输出电力。如上文所描述，在一些实施例中，底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116是根据相互谐振关系而配置，使得在电动车辆感应线圈116的谐振频率及底座系统感应线圈204的谐振频率非常接近或大体上相同时。在电动车辆感应线圈216位于底座系统感应线圈204的近场中时，底座无线电力充电系统202与电动车辆充电系统214之间的发射损耗最小。
如所陈述，通过将在发射感应线圈的近场中的能量的大部分耦合到接收感应线圈而非将能量的大部分以电磁波传播到远场来进行有效能量传递。当处于近场中时，可在发射感应线圈与接收感应线圈之间建立耦合模式。其中可发生此近场耦合的在感应线圈周围的区域在本文中被称为近场耦合模式区。
虽然未图示，但底座充电系统电力转换器236及电动车辆电力转换器238两者可包含振荡器、例如功率放大器等驱动器电路、滤波器，及用于与无线电力感应线圈有效耦合的匹配电路。所述振荡器可经配置以产生所要频率，可响应于调整信号而调整所述频率。可通过功率放大器以响应于控制信号的放大量放大振荡器信号。可包含滤波和匹配电路以滤除谐波或其它不想要的频率，且使电力转换模块的阻抗匹配到无线电力感应线圈。电力转换器236及238还可包含整流器和切换电路以产生合适的电力输出以对电池充电。
如贯穿所揭示的实施例而描述的电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204可被称作或被配置为“环形”天线，且更具体来说是多匝环形天线。感应线圈204及216还可在本文中被称作或被配置为“磁性”天线。术语“线圈”既定是指可无线地输出或接收用于耦合到另一“线圈”的能量的组件。线圈也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。如本文所使用，线圈204及216是经配置以无线地输出、无线地接收及/或无线地中继电力的类型的“电力传递组件”。环形(例如，多匝环形)天线可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯。此外，空气芯环形天线可允许将其它组件放置在芯区域内。包含铁磁体或铁磁性材料的物理芯天线可允许形成更强的电磁场且改进的耦合。
如上文所论述，在发射器与接收器之间的匹配或几乎匹配的谐振期间发生发射器与接收器之间的能量的有效传递。然而，甚至在发射器与接收器之间的谐振不匹配时，也可在较低效率下传递能量。通过将来自发射感应线圈的近场的能量耦合到驻留于其中建立有此近场的区内(例如，在谐振频率的预定频率范围内，或在近场区的预定距离内)的接收感应线圈而非将能量从发射感应线圈传播到自由空间中来进行能量的传递。
谐振频率可基于包含感应线圈(例如，底座系统感应线圈204)的发射电路的电感及电容，如上文所描述。如图2中所示，电感可一般为感应线圈的电感，而可将电容添加到感应线圈以在所要的谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，如图2中所展示，可与感应线圈串联地添加电容器以形成产生电磁场的谐振电路(例如，底座系统发射电路206)。因此，对于较大直径感应线圈来说，用于诱发谐振的电容的值可随线圈的直径或电感增加而减小。电感还可取决于感应线圈的匝数。此外，随着感应线圈的直径增加，近场的有效能量传递面积可增加。其它谐振电路是可能的。作为另一非限制实例，可将电容器并联地放置于感应线圈的两个端子之间(例如，并联谐振电路)。此外，感应线圈可经设计成具有高质量(Q)因数以改进感应线圈的谐振。举例来说，Q因数可为300或更大。
如上文所描述，根据一些实施例，揭示了将电力耦合于在彼此的近场中的两个感应线圈之间。如上文所描述，近场可对应于存在电磁场的在感应线圈周围的区，但可不远离感应线圈传播或辐射。近场耦合模式区可对应于在感应线圈的物理体积附近的体积，通常在波长的小分数内。根据一些实施例，将电磁感应线圈(例如，单匝循环天线及多匝循环天线)用于发射与接收两者，这是因为在实际实施例中与电型天线(例如，小偶极)的电近场相比，磁型线圈的磁近场振幅趋向于较高。这允许所述对天线之间的潜在较高耦合。此外，可使用“电”天线(例如，偶极和单极)或磁性与电天线的组合。
图3为展示图1的无线电力传递系统300的示范性核心组件及辅助组件的另一功能框图。无线电力传递系统300说明用于底座系统感应线圈304及电动车辆感应线圈316的通信链路376、导引链路366，及对准系统352、354。如上文参看图2所描述且假定能量朝向电动车辆112流动，在图3中，底座充电系统电力接口354可经配置以将电力从例如AC或DC电力供应器126等电源提供到充电系统电力转换器336。底座充电系统电力转换器336可从底座充电系统电力接口354接收AC或DC电力以在底座系统感应线圈304的谐振频率处或附近激发底座系统感应线圈304。电动车辆感应线圈316当在近场耦合模式区中时可从所述近场耦合模式区接收能量以在谐振频率下或附近振荡。电动车辆电力转换器338将来自电动车辆感应线圈316的振荡信号转换到适合于经由电动车辆电力接口对电池充电的电力信号。
底座无线充电系统302包含底座充电系统控制器342且电动车辆充电系统314包含电动车辆控制器344。底座充电系统控制器342可包含到其它系统(未图示)(例如，计算机及配电中心或智能电网)的底座充电系统通信接口162。电动车辆控制器344可包含到其它系统(未图示)(例如，车辆上的机载计算机、其它电池充电控制器、车辆内的其它电子系统及远程电子系统)的电动车辆通信接口。
底座充电系统控制器342及电动车辆控制器344可包含用于具有单独通信信道的特定应用的子系统或模块。这些通信信道可为单独的物理信道或单独的逻辑信道。作为非限制性实例，底座充电对准系统352可经由通信链路376而与电动车辆对准系统354通信以提供用于自主地或在操作者辅助下更紧密地对准底座系统感应线圈304与电动车辆感应线圈316的反馈机制。类似地，底座充电导引系统362可经由导引链路而与电动车辆导引系统364通信以提供反馈机制，以在对准基本系统感应线圈304与电动车辆感应线圈316的过程中导引操作者。另外，可存在由底座充电通信系统372及电动车辆通信系统374支持的单独通用通信链路(例如，信道)，以用于在底座无线电力充电系统302与电动车辆充电系统314之间传达其它信息。此信息可包含关于电动车辆特性、电池特性、充电状态及底座无线电力充电系统302与电动车辆充电系统314两者的电力能力的信息以及电动车辆112的维修及诊断数据。这些通信信道可为单独物理通信信道(例如，蓝牙、zigbee、蜂窝式等)。
电动车辆控制器344还可包含：管理电动车辆主电池的充电及放电的电池管理系统(BMS)(未图示)、基于微波或超声波雷达原理的停车辅助系统；制动系统，其经配置以执行半自动停车操作；及方向盘伺服系统，其经配置以辅助可提供较高停车准确度的较大程度自动化的停车“按线停车”，因此减少对底座无线电力充电系统102a及电动车辆充电系统114中的任一者中的机械水平感应线圈对准的需求。此外，电动车辆控制器344可经配置以与电动车辆112的电子器件通信。举例来说，电动车辆控制器344可经配置以与以下各者通信：视觉输出装置(例如，仪表板显示器)、声学/音频输出装置(例如，蜂鸣器、扬声器)、机械输入设备(例如，键盘、触摸屏幕，及例如操纵杆、轨迹球等指向装置)，及音频输入设备(例如，具有电子语音辨识的麦克风)。
此外，无线电力传递系统300可包含检测及传感器系统。举例来说，无线电力传递系统300可包含用于与系统一起使用以将司机或车辆恰当地导引到充电点的传感器、以所需的分离/耦合来互相对准感应线圈的传感器、检测可阻碍电动车辆感应线圈316移动到特定高度及/或位置以实现耦合的物体的传感器及用于与系统一起使用以执行系统的可靠、无损害且安全的操作的安全传感器。举例来说，安全传感器可包含用于以下用途的传感器：检测接近无线电力感应线圈104a、116超过安全半径的动物或儿童的存在、检测可变热(感应加热)的在底座系统感应线圈304附近的金属物体、检测危险事件(例如，底座系统感应线圈304上的遇热发光物体)及对底座无线电力充电系统302及电动车辆充电系统314组件进行温度监控。
无线电力传递系统300还可支持经由有线连接的插入式充电。有线充电端口可在将电力传递到电动车辆112或从电动车辆112传递电力之前将两个不同充电器的输出整合。开关电路可按需要提供用以支持无线充电及经由有线充电端口的充电两者的功能性。
为在底座无线充电系统302与电动车辆充电系统314之间进行通信，无线电力传递系统300可使用频带内信令与RF数据调制解调器(例如，在未经许可的频带中的经由无线电的以太网)两者。频带外通信可提供足够带宽以用于将增值服务分配给车辆用户/拥有者。无线电力载波的低深度振幅或相位调制可充当具有最小干扰的频带内信令系统。
另外，可在不使用特定通信天线的情况下经由无线电力链路来执行某种通信。举例来说，无线电力感应线圈304和316还可经配置以充当无线通信发射器。因此，底座无线电力充电系统302的一些实施例可包含用于在无线电力路径上启用键控类型协议的控制器(未图示)。通过使用预定义的协议以预定义的间隔来键控发射功率电平(幅移键控)，接收器可检测来自发射器的串行通信。底座充电系统电力转换器336可包含负载感测电路(未图示)，所述负载感测电路用于检测在由底座系统感应线圈304产生的近场附近的有效电动车辆接收器的存在或不存在。借助于实例，负载感测电路监测流到功率放大器的电流，其受在由底座系统感应线圈104a产生的近场附近的有效接收器的存在或不存在的影响。对功率放大器上的负载的改变的检测可由底座充电系统控制器342来监控以用于在确定是否启用振荡器以用于发射能量、是否将与有效接收器通信或其组合时使用。
为了实现无线高电力传递，一些实施例可经配置以在从10kHz到60kHz的范围内的频率下传递电力。此低频耦合可允许可使用固态装置而实现的高效电力转换。另外，与其它频带相比，可存在较少的与无线电系统的共存问题。
相对于感应充电，取决于主要及辅助磁性结构的能量转移速率(功率电平)、操作频率、大小及设计及它们之间的距离，一些位置处的气隙中的通量密度可超过0.5mT且可达到若干毫特斯拉。如果包含一定量的良好导电材料(例如，金属)的物体插入到主要及辅助结构之间的空间中，那么在此物体中产生涡电流(楞次定律)，其可导致功率耗散及后续的加热效应。此感应加热效应取决于磁通量密度、交替磁场的频率、物体的导电结构的大小、形状、定向及导电性。在物体暴露于磁场充分长时间时，其可变热到在若干方面可视为有害的温度。一个危害可为在物体包含可燃材料的情况下或在其与此类材料直接接触(例如，包含薄金属化箔的香烟包)的情况下自燃。另一危害可为烧伤可能拾取此类热物体(例如，硬币或钥匙)的人员的手。另一危害可为损坏主要或辅助结构的塑料壳体，例如，熔化为塑料的物体。
在包含可大体上非导电但展现显著磁滞效应的铁磁性材料的物体中或产生磁滞及涡电流损耗两者的材料中也可预期温度增加。由此，检测此类物体有利于避免对应的有害后果。如果物体检测系统集成在用于提供无线电力的系统内，那么响应于检测到有害物体，系统可减小功率电平或停止运转，直到可采取措施移除有害的物体为止。
在感应电力传递的某些应用中(例如，家庭及公共区域中对电动车辆的充电)，出于个人及设备安全原因，可必须能够检测具有变热到临界温度的可能性的外来物体。这在其中重要空间是开放且可接近以使得外来物体可意外进入此空间或可被有意安放在此空间中的系统中((例如，在怠工的情况下)尤其如此。
本文中描述的实施例针对于自动检测可位于预先界定的空间中的有害外来物体(例如，‘金属物体’。具体来说，某些实施例针对于检测邻近于主要或辅助磁性结构的表面(其中磁通量密度可超过特定值(例如，0.5mT))而定位的小金属物体(例如，硬币)。
根据某些实施例，可优选使用基于磁场的感应感测，这是因为可经由磁场感测的物体可为潜在有害的物体。磁场感测可对导电及铁磁性物体有高度选择性。在例如低于20MHz的频率(其中磁场可被视为准静止的)下，可实际上不存在与非导电电介质物体的相互作用，且几乎不存在与不良导电材料(例如，具有高盐度的水，或浸了水的纸张、湿木头及叶子)的相互作用。
图4是展示根据示范性实施例的用于物体检测的示范性环路阵列的图。图4可包含环路阵列400，其可包含多个感测环路401到412。虽然在图4中展示12个感测环路，但本申请案不如此受限制且可根据特定应用而包含布置在任何数目的行及列的阵列中的任何数目的感测环路。环路401到412可具有大约30mm的尺寸，但此尺寸不具限制性且根据特定应用，环路401到412可具有任何合适的尺寸。在一个实施例中，感测环路401到412可彼此不重叠。应理解，在感测环路401到412不重叠时，由感测环路401到412中的任一者包围的任何区域将也不被感测环路401到412的任何其它感测环路包围。此类不重叠结构出于一些原因可为有利的。含有环路阵列的PCB可归因于可需要更少的层实施不重叠感测环路设计的事实而更简单且具有更低的成本。另外，由于环路彼此不重叠，所以环路可小于其中环路重叠的实施例。这些较小环路可向小于环路大小的物体提供增加的灵敏性。此外，不重叠感测环路设计可为不同的板布置提供更大的灵活性，这是因为PCB可被划分成若干子区段且根据特定应用而布置。然而，本申请案不限于不重叠感测环路。因此，在另一实施例中，感测环路401到412可在至少一个维度上彼此重叠。
感测环路(例如，图4中展示的环路阵列400的感测环路401到412)中的每一者的形状可具有正方形或矩形形状。在一些实施例中，作为使用正方形或矩形形状的替代，环路401到412可为圆形、六角形或三角形形状。例如，在实施于印刷电路板中时，密集封装的六角形环路可向需要较低数目的铜层的不重叠结构提供提高的灵敏性。
感测环路阵列400可定位在底座无线充电系统(例如，图1的底座无线充电系统102a及/或102b)上或上方，且可用于检测底座无线充电系统102a及/或102b上或上方的一或多个外来物体的存在。感测环路阵列400可经配置以感测归因于一或多个外来物体的存在而引起的感测环路以及一或多个邻近感测环路的阻抗及/或谐振频率中的改变。
感测环路阵列400中的环路401到412中的每一者可通过引线电连接到检测电路。虽然此类引线在图4中展示为单根线，但所述引线可包含两根线，如下图7及8中更详细地展示。因为感测环路阵列400中的温度变化可对引线以及感测环路自身的阻抗具有不可忽略的效应，所以感测环路阵列400中的环路的引线彼此平行地铺设，且感测环路阵列400的相同列、行、对角线或特定邻近分组中的环路的引线沿着大体上相同的铺设路径而铺设。例如，环路401、405及409中的每一者的引线可一起且彼此平行地布线。类似地，环路402、406及410中的每一者的引线可一起且彼此平行地布线。虽然引线展示为通过感测环路阵列400中的列一起分组及布线，但所述引线可替代地通过邻近感测环路的行、对角线或任何其它合适的分组而一起分组及布线。因为到特定邻近环路的引线被一起分组及布线，所以特定区域中的温度增加将大体上等同地影响所述经分组的引线。因此，归因于引线中的温度变化而引起的测得的阻抗及/或谐振频率中的任何漂移对于具有一起分组及布线的引线的所有感测环路将大体上等同。在此情况下，邻近环路的阻抗及/或谐振频率中的漂移之间的差将保持恒定，即使个别环路的绝对响应随温度飘移也如此。此重要概念可用于补偿归因于温度变化而引起的漂移，如将在下文结合图16到21更详细地描述。
图5是根据一实施例的用于嵌入底座垫内的物体检测的示范性环路阵列的侧视图。垫500可具有塑料壳体528且可经配置以固持平面或不重叠的感测环路阵列522，且检测放置在垫500的表面526上任何地方的物体524。物体524可为良好导电(金属及/或铁磁性)的物体。充电垫500可进一步包含底座系统感应线圈104a(图1)及如上文参考图1到3所描述且可经配置以检测垫500上的物体的相关联的电路。
可将传感器的固有灵敏性界定为由放置在最差情况位置处的情况下的最小物体(参考物体)的存在引起的测得的量(例如，环路阻抗、环路谐振频率)的百分比改变。外来物体检测器的整体灵敏性取决于传感器的固有灵敏性及可为评估单元的部分的额外后处理方法的性能。对于小于环路大小的物体，固有灵敏性随着环路大小减小而增加。减小的环路大小暗示着增加覆盖给定区域所需的环路的数目，从而产生增加的复杂度及成本，及更高概率的假警报及故障。根据某些实施例，可通过不仅考虑特定环路的测得的数量中的改变而且考虑邻近于特定环路的一或多个环路的测得的数量中的改变而实现固有灵敏性与电路复杂度之间的充分权衡。
图6是根据一实施例的经配置以检测物体的环路阵列内的环路的示范性配置的图。一般来说，感测环路601可为多匝环(线圈)。为测量环路阻抗或电感，将小的高频感测电流Isense注射到感测环路601中。接近环路601的金属物体624修改由感测环路电流Isense产生的磁通量且因此修改环路的电感及电阻(阻抗的虚部及实部)。
与外部磁场(例如，为无线能量传递而提供的另一磁场)不同的频率可以用于阻抗测量，以便避免来自外部磁场的基波或谐波的干扰。在另一实施例中，可测量感测环路601的谐振频率以便确定物体(例如，物体624)的存在。由于接近环路601的金属物体624修改环路的阻抗，所以金属物体624还将修改感测环路601谐振所处的频率。
大的感测环路可能不按需要提供用于检测可显著小于受保护的区域的硬币、钥匙或饮料罐的盖的充分高的灵敏性。根据用于检测小物体的各种实施例，可根据各种实施例使用多个较小的环路。
物体624在放置在环路601的中心中的情况下可具有对感测环路601的阻抗或谐振频率最强的影响，且在放置在环路601的边缘上并且尤其在隅角中的情况下可具有最弱的影响。然而，应注意，对于‘边缘’及‘隅角’位置，环路阻抗及/或谐振频率还可在环路阵列中的邻近环路中改变。根据各种实施例，可在后处理中利用邻近环路中的同时改变来提高整体检测灵敏性，如下文更详细地描述。
物体对感测环路的阻抗或谐振频率的影响的测量利用了感应感测，其可提供若干益处。例如，感应感测可对良好导电(金属)的物体具有高度选择性且可不被其它非金属(电介质)物体削弱。感应感测电路可集成到能量传递垫的塑料壳体中以在很小性能下降的情况下保护传感器不受环境影响(污染、机械)。此外，感应感测电路可并入到充电底座中，这是因为在大多数情况下，物体可放在底座垫表面上。此可允许车辆机载设备中的成本节约。
本文中进一步描述提高基于环路阻抗或环路谐振频率的金属物体检测器的性能及/或减少其布线及电路复杂度的若干方法及实施例。一个特定实施例包含使用环路阵列并测量它们的阻抗以感测金属物体，如图7中所展示。另一特定实施例包含使用谐振环路阵列并测量它们的谐振频率以感测金属物体，如图8中所展示。
图7是根据一实施例的经配置以基于环路阻抗测量值来检测物体的示范性电路的功能框图。电路700可包含若干感测环路701、702、703及704(本文之后统称为感测环路701到704)。虽然仅展示四个感测环路，但根据特定应用可利用任何数目的感测环路。感测环路701到704可形成覆盖其中可检测到金属物体的受保护区域的密集地封装电线环路阵列的部分。在此方面，感测环路701到704可对应于先前结合图4描述的感测环路阵列400。电路700包含检测电路730，其经由多路复用器728选择性地耦合到感测环路722中的每一者。检测电路730包含阻抗测量单元734。经由阻抗测量单元734针对由多路复用器728连续地及周期性地选择的每一环路701到704测量多路复用器端口处的阻抗Zk。在一个实施例中，阻抗测量单元734可包括硬件处理器。感测环路的测得值被提供到包含比较器736及决定器738的评估单元732。基于通过从测得的阻抗值Z^k减去参考阻抗值Zref,k(对于k＝1..N)(如通过比较器736展示)而确定的每一环路及至少一个邻近环路的差分阻抗来检测物体(例如，物体624)，如先前结合图6所论述。决定器单元738从比较器736接收关于每一环路的输入且基于关于每一环路及至少一个邻近环路的输入而确定是否检测到物体。在一个实施例中，评估单元734还可包括硬件处理器。另外，如下文进一步描述，评估单元732可接收感测温度输入以补偿可归因于除外来物体之外的条件而影响测得的谐振频率的操作条件。
图8是根据一实施例的经配置以基于环路谐振频率测量值而检测物体的示范性电路的另一功能框图。电路800包含感测环路801、802、803及804(下文统称为感测环路801到804)，其可为感测环路阵列的部分。在一些实施例中，感测环路801到804可大体上经配置以界定受保护的预定区域上方的共用平面。在此方面，感测环路801到804可对应于先前结合图4描述的感测环路阵列400。感测环路801到804经由多路复用器828而耦合到检测电路830，所述多路复用器经配置以将感测环路801到804中的每一者选择性地耦合到包含谐振频率测量单元834及评估单元832的检测电路830。检测电路830及谐振频率测量单元834中的任一者或两者可包括硬件处理器。谐振频率测量单元834包含电容器C，使得耦合到谐振频率测量单元834的感测环路(例如，感测环路801)形成经配置以在特定谐振频率下谐振的谐振电路。在替代方案中，环路801到804中的每一者可包含用于形成谐振电路的专用电容器C。此类电容器可被并联或串联调谐，其取决于特定应用。谐振频率测量单元834包含经配置以在一频率范围内驱动经耦合的感测环路801以致使感测环路801在特定频率下谐振的振荡器846。谐振频率测量单元834进一步包含相位比较器848，其经配置以检测测得的电压与电流之间的相位(例如，相位函数的零交点)。另外，还可包含增益/滤波器850。
谐振频率测量单元834的输出可对应于提供到检测电路830的评估单元832的特定感测环路的测得的谐振频率。评估单元832包含经配置以将感测环路801的所接收的测得的谐振频率值与参考频率值进行比较的比较器836。比较器836的输出被提供到决定器838，所述决定器经配置以至少部分基于特定环路及至少一个邻近环路中的每一者的测得的值与参考值之间的差而确定是否检测到物体624。组合来自环路及至少一个邻近环路的信息可允许确定关于物体624的位置信息被更可靠地检测到。另外，如下文进一步描述，评估单元832可接收感测温度输入以补偿可归因于除外来物体之外的条件而影响测得的谐振频率的操作条件。
参看图8，用于测量谐振频率的高频振荡器846可为数值控制振荡器(NCO)。可需要额外的信号放大器850在环路中产生足够的感测电流且作为提供低阻输出(类似于电压源的输出)的缓冲器。低阻抗输出可有利于保留感测环路电路的Q因子且因此保留谐振处的相位函数的斜度。至少一个电压及一个电流传感器844及842分别用于提供用于分析感测环路822a的阻抗或相位函数的输入，如在谐振频率测量单元834的输入端口处所看到。在一实施例中，相位比较器848可实施外差式接收器方法，例如，通过将感测信号向下混合到窄带低中频(IF)放大器且在IF处执行相位比较来实施。可选择此方法来增加信噪比且因此增加测量准确度。
可由扫掠频率产生器使用振荡器846执行谐振频率搜索，例如，在略微低于所关注的感测环路的预期谐振频率的频率处起始，且在微分相位到达预定值时停止扫掠。为加快检测过程且使响应时间最小，尤其在大传感器阵列的情况下，可从评估单元832中使用的参考值导出开始频率，使扫掠范围最小，因此使每一环路的感测时间最小。
作为扫掠频率产生器的替代，脉冲产生器(未图示)或任何其它伪随机噪声产生器可用于分析阻抗函数并测量谐振频率。可使用频谱分析技术(例如，傅里叶变换技术(DFT、FFT、算法))及在数字域中操作的类似技术。这些技术可要求使用恰当的模/数转换器将感测信号(电压及电流)取样及数字化。为抑制可能由能量传递系统产生的感测环路诱发的瞬时噪声，可在低频切换瞬变之间的间隔中执行扫掠或脉冲。此方法可实际上在没有额外的滤波需求的情况下减少噪声。
可通过在不同地方(例如，在充电垫中(环路传感器阵列下方)及在阻抗测量单元中)添加温度传感器(未图示)以便增加相对于环境温度改变的稳定性而增强参考图7到8且在本文中进一步所描述的实施例。应注意，环境需求(例如，-30℃到+80℃)可适用于集成到室外充电垫中的金属物体检测解决方案。不同传感器测得的温度可用于使用温度模型预先补偿测得的阻抗或谐振频率值。或者或另外，可使用在所界定的温度范围中可适用的不同所存储的参考值。可能已经在制造期间产生这些参考模式以作为不同垫及环境温度水平下的校准程序的部分。
在一些方面中，如参看图8所描述的谐振环路方法可提供各种益处。例如，测量谐振频率可比测量阻抗或电感更简单且更准确。检测电路830可具有更少的组件且在一些方面中可限于使用振荡器及检测测得的电压及电流之间的相位(例如，相位函数的零交点)的相位比较器。还可能已经提供电容器以抑制由存在于垫的表面上的用于无线电力传递的强交替磁场诱发的电压及其谐波噪声。因此，添加电容器不添加额外的复杂度。谐振可充当感测信号预处理(噪声减少)滤波器，其在环路801被金属物体解调谐的情况下还相应地移动。在利用单一电容器C的情况下，电容器的任何温度飘移或老化可对所有谐振频率具有共同效应，因此可容易地在评估单元中估计并校正。
如上文所指示，在一些方面中，感测环路引线模拟多路复用器可对环路阻抗方法的固有灵敏性具有负面影响。这对于小环路(例如，具有3到5匝的30x30mm及例如高于0.5m的引线长度)可尤其如此。应注意，环路可由非常薄的铜线/迹线制成以避免在暴露于用于无线电力传递的强磁场时的大涡电流，其可不利于固有灵敏性。
环路阻抗方法的准确度与阻抗函数中的相位的斜度相关，其继而与环路的Q因子相关。将环路连接到中央阻抗测量单元的长引线可因为其添加了电阻而减小Q因子且因此减小相位的斜度。引线还可添加相当大的电感。由于物体通常仅改变环路电感，所以整体阻抗中的相对改变可随着引线长度增加而变得更小。此外，感测电路的温度及老化稳定性在长引线长度下可更差。这些复杂情况进一步突显对提高由环路阵列提供的外来物体检测的灵敏性的需要。
降低温度稳定性且因此降低传感器的准确度及可靠性的类似障碍可归因于添加切换电容及显著电阻的模拟多路复用器。因此，如上文所描述的环路阻抗方法及相关的环路谐振频率方法可要求模拟多路复用器及阻抗测量单元定位成尽可能靠近环路阵列，这意味着可必须将有源电路集成到充电垫500中。然而，如上文所指示，在一些实施例中，例如如参看图8所示的电容器可足够作为用以减少检测电路及多路复用器造成的谐振频率的变化的耦合电路。
可在多种不同应用中使用上述实施例。例如，根据上文描述的实施例的实施例可经配置以检测物体的不存在，(例如)以用于防盗系统。例如，检测电路及感测环路可放置成接近物体且经配置以基于感测环路的电特性中的改变而检测是否已经移除物体。更具体来说，作为另一实例，检测电路830可经配置以检测感测环路在其处谐振的频率在移除物体时改变。在此情况下，参考谐振频率可为在存在物体的情况下感测环路在其处谐振的频率。
阻抗或谐振频率测量单元的输出可要求在检测电路的评估单元(例如，图7的评估单元732或图8的评估单元832)中进行进一步处理。参考图7及8，例如，除减去参考/校准值且作出决策以外，评估单元732及/或832可对由测量单元递送的测量样本执行修改。此修改可为后处理方法的部分。在下文结合图9及10提供此类修改及方法的实例。
图9是根据示范性实施例的用于基于环路测量值检测物体的结果矩阵的图。对外来物体的检测可考虑特定感测环路及至少一个邻近感测环路的总计响应以便作出环路阵列灵敏性的最佳使用。术语邻近可指紧邻或在特定感测环路的一或多个感测环路内邻近。以此方式，可并入第n个相邻环路的响应以作出环路阵列灵敏性的最佳使用。在第一步骤中，可构成原始2维矩阵900。所述2维矩阵900可具有用于环路阵列(例如图4中展示的环路阵列400)中的环路中的每一者的对应单元。因此，矩阵900可具有m行及n列，其对应于环路阵列400中的感测环路的m行及n列。例如，矩阵900可包含单元901、902、903及904及多个额外的未标记单元。虽然以下描述教示环路谐振频率值的使用、测量、确定及/或求和，但本申请案另外涵盖环路阻抗值的类似使用。此外，下图9及10中描述的确定可实施在图7及8中的任一者中展示的电路及/或装置中或由所述电路及/或装置中的任一者执行。具体来说，可由图7的阻抗测量单元734或图8的谐振频率测量单元834执行测量，而可由图7的评估单元732或图8的评估单元832执行确定、比较及/或求和。
根据以下等式，每一单元中的值可对应于对应环路的测得的环路谐振频率(ft)与环路的谐振频率的所存储的校准参考值(fref)之间的差(Δf)的绝对值：
Δf＝|ft-fref|
如上所述，可已经针对例如温度飘移等偏差补偿这些值。如果模式显现有噪声，意味着时间连续地获取的模式展示方差，那么可对连续地所获取的模式及/或空间滤波/平滑应用时间及/或空间平均技术，例如，移动平均、指数衰退平均(例如，一阶无限响应滤波器)。如先前陈述，在另一个实施例中，每一矩阵单元中的值可对应于对应环路的测得的环路阻抗与所述环路的阻抗的所存储的校准参考值之间的差的绝对值。
一旦确定环路谐振频率差Δf，便可确定每一环路的差Δf及至少一个邻近环路的差Δf的和，且将所述和映射到经扩展矩阵，例如结合图10展示的经扩展矩阵。图10是根据示范性实施例的用于基于环路测量值及邻近环路测量值检测物体的经扩展结果矩阵的图。经扩展矩阵1000可包含对应于结果矩阵900的m行及n列及对应环路阵列中的感测环路的m行及n列的2m-1行及2n-1列。为了阐释且非限制，如图9中所展示的单元901到904在图10的经扩展矩阵1000中重现。经扩展矩阵1000可实质上包括通过一个额外单元与结果矩阵900的每一邻近单元分离的图9的结果矩阵900的每一单元。例如，单元1012使单元901与单元902分离，单元1023使单元902与单元903分离，单元1034使单元903与单元904分离，单元1014使单元901与单元904分离，且单元1010使单元901到904中的每一者与对角线邻近的单元分离。单元1012、1014、1034、1023及1010可保持求和值Σ1、Σ2、Σ3、Σ4及Σ5，如图9中根据以下等式所展示：
Σ1＝Δfi,j+Δfi-1,j
Σ2＝Δfi-1,j-1+Δfi-1,j
Σ3＝Δfi-1,j-1+Δfi,j-1
Σ4＝Δfi,j+Δfi,j-1
Σ5＝Δfi,j+Δfi,j-1+Δfi-1,j+Δfi-1,j-1
其中i＝1…n且j＝1…m。
在一个实施例中，取决于环路阵列中的感测环路的实际几何实施例，针对每一环路响应引入额外加权因子可为有利的。在此实施例中，可根据以下等式计算求和值Σ1、Σ2、Σ3、Σ4及Σ5：
Σ1＝aΔfi,j+bΔfi-1,j
Σ2＝cΔfi-1,j-1+bΔfi-1,j
Σ3＝cΔfi-1,j-1+dΔfi,j-1
Σ4＝aΔfi,j+dΔfi,j-1
Σ5＝aΔfi,j+dΔfi,j-1+cΔfi-1,j+bΔfi-1,j-1
其中系数a、b、c及d可具有任何值，包含负值，但0.25与2之间的值可大多数是合意的。
在一个实施例中，可取决于特定环境动态地调整这些系数。因此，通过利用每一环路及至少一个邻近环路的环路谐振频率差Δf的和，可提高环路阵列的灵敏性。在另一实施例中，在测量环路阻抗的情况下，在以上两个方程组中描述的和值Σ1、Σ2、Σ3、Σ4及Σ5中的每一者可包括环路及邻近环路的和而非环路及邻近环路谐振频率的和，其中所有其它关系不变。下文将结合图11到13呈现进一步描述利用如先前描述的和如何改进灵敏性的若干实例。虽然图11到13中展示的实例是关于环路谐振频率中的改变，但它们同样适用于其中测量及确定环路阻抗中的改变的实施例。此外，下图11到13中描述的测量、确定、比较及/或求和可实施在图7及8中的任一者中展示的电路及/或装置中或由所述电路及/或装置中的任一者执行。具体来说，可由图7的阻抗测量单元734或图8的谐振频率测量单元834执行测量，而可由图7的评估单元732或图8的评估单元832执行确定、比较及/或求和。
图11是根据示范性实施例的说明在不存在外来物体时的实例环路谐振频率的图表。图表1100展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及所述9个环路值中的每一者之间的邻近环路的所计算的和。如所展示，物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性检测阈值1105可为大约30kHz。然而，此检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。环路6及7可测量0kHz的Δf值，意味着它们的电流谐振频率大体上与那些环路的参考/校准值相同。环路1、3、4及9可各自测量大约1kHz的Δf值，而环路2、5及8可各自测量大约2kHz的Δf值。1kHz及2kHz的这些值可表示在环路阵列的环路的预期容限内的噪声振幅。如所展示，邻近环路的测得值的所计算的和值出现在环路测得值之间。例如，因为环路6及7两者测量0kHz的Δf值，所以它们的和将也是大约0kHz，如通过环路6及7之间的值所示。同样，其它邻近环路中的每一者之间的和值显得是相应的邻近环路的和。因为不存在物体，所以没有环路的测得或求和的值超过检测阈值1105且未检测到物体。
图12是根据示范性实施例的说明在外来物体存在于环路中心时的环路谐振频率的改变的另一图表。图表1200展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及所述9个环路值中的每一者之间的邻近环路的所计算的和。如所展示，物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性检测阈值1205可为大约30kHz。然而，所述检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。因为外来物体位于环路5的中心，所以与环路5相关联的所测量的Δf值可为35kHz，其超出检测阈值。因为环路4及6邻近于环路5，所以外来物体与环路4及6中的每一者的接近度可致使环路4及6的所测量的Δf值略微上升，到上升到大体上低于检测阈值1205的水平。如所展示，环路4及5之间以及环路5及6之间的求和的Δf值大体上升高到检测阈值1205上方。在此情况下，将可在不使用邻近环路的Δf值的和的情况下检测到外来物体的存在。然而，此可归于物体位于环路5的中心。在外来物体位于两个环路之间的边缘处时，增加的灵敏性的特定优点可更显而易见，如结合下图13所描述。
图13是根据示范性实施例的说明在外来物体存在于两个环路之间的边缘处时的环路谐振频率的改变的另一图表。图表1300展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及所述9个环路值中的每一者之间的邻近环路的所计算的和。如所展示，物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性检测阈值1305可再次为大约30kHz。然而，所述检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。因为外来物体位于环路5及6之间的边缘处，所以与环路5及6相关联的所测量的Δf值可升高到例如子阈值20kHz。在其中不使用对邻近环路Δf测量值求和的实施例中，环路阵列将检测不到外来物体，因为Δf的测得值低于检测阈值1305。然而，环路5及6的Δf测量值的和产生大体上大于检测阈值1305的值，从而允许环路阵列检测外来物体的存在，即使环路中的每一者的Δf的测得值保持大体上低于检测阈值1305也如此。因此，通过对邻近环路的Δf测量值求和，可在不大体上增加假警报的发生率的情况下增加环路阵列的灵敏性。
图14是根据示范性实施例的用于检测物体的存在的示范性方法1400的流程图。图14中描述的步骤或动作可实施在图7及8中的任一者中展示的电路及/或装置中，或由所述电路及/或装置中的任一者执行。框1402可包含确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的特性。在一个实施例中，所述特性可包括环路谐振频率。在另一个实施例中所述特性可包括环路阻抗。框1404可包含针对所述多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数。在一个实施例中，确定所述参数可包括确定与所述环路相关联的特性及所述特性的参考值之间的差及与所述至少一个邻近环路中的每一者相关联的特性及参考值之间的差的和，如先前结合图9及10所描述。在另一实施例中，可基于多个环路的几何布置将加权因子应用到所确定的差值中的每一者。例如，在环路位于环路阵列的外部行或列上的情况下，可将特定加权因子应用到任何所确定的差值。或者，在取得环路的差值及三个邻近环路的差值的和的情况下，如相对于图10中的Σ5所描述，可将另一加权因子应用到所确定的差值中的每一者。在另一实施例中，每一环路的参数可补偿归因于温度而引起的与所述多个环路中的每一者相关联的特性中的漂移，如结合下图16到21更详细地描述。框1406可包含基于所述参数而确定物体的存在。例如，在一个实施例中，可在参数的值大于检测阈值时识别出物体的存在，如上文结合图11到13所描述。在一实施例中，例如，可分别通过图7及8的电路700或800中的任一者执行方法1400。
图15是根据示范性实施例的用于检测物体的存在的设备的功能框图。所属领域的技术人员将了解，用于检测物体的存在的设备可比图15中展示的用于检测物体的存在的简化设备1500具有更多的组件。所展示的设备1500仅包含用于描述权利要求书的范围内的实施例的一些突出特征的那些组件。
设备1500包含用于确定与环路阵列的多个环路中的每一者相关联的特性的装置1502。在一实施例中，用于确定与环路阵列的多个环路中的每一者相关联的特性的装置1502可经配置以执行上文相对于框1402(图14)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于确定与环路阵列的多个环路中的每一者相关联的特性的装置1502可分别由图7及8的阻抗测量单元734或谐振频率测量单元834中的一或多者实施。
设备1500进一步包含用于针对所述多个环路中的每一环路基于与所述环路相关联的特性及与至少一个邻近环路相关联的特性而确定参数的装置1504。在一实施例中，装置1504可经配置以执行上文相对于框1404(图14)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，装置1504可分别由图7及8的评估单元732或832中的一或多者实施。
设备1500进一步包含用于基于所述参数确定物体的存在的装置1506。在一实施例中，用于基于所述参数确定物体的存在的装置1506可经配置以执行上文相对于框1406(图14)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于基于所述参数确定物体的存在的装置1506可分别由图7及8的评估单元732或832中的一或多者实施。
如先前论述，温度变化可导致感测环路阵列中的一或多个受影响的感测环路的阻抗及/或谐振频率中的波动。此类波动可导致检测与感测环路阵列接近的外来物体的存在的假警报或故障。因此，需要最小化或消除此类波动对外来物体的检测具有的影响。
图16是根据示范性实施例的用于基于环路测量值而检测物体并校正温度变化的结果矩阵的图。可通过考虑邻近环路的阻抗及/或谐振频率中的漂移之间的差而实现温度变化的影响的衰减或消除。在第一步骤中，可构成原始2维矩阵1600。2维矩阵1600可具有环路阵列(例如，图4中展示的环路阵列400)中的环路中的每一者的对应单元。因此，矩阵1600可具有对应于环路阵列400中的感测环路的m行及n列的m行及n列。例如，矩阵1600可包含单元1601、1602、1603及1604以及多个额外的未标记单元。虽然以下描述教示环路谐振频率值的使用、测量、确定及/或求和，但本申请案另外涵盖环路阻抗值的类似使用。此外，下图16及17中描述的确定可实施在图7及8中的任一者中展示的电路及/或装置中或由所述电路及/或装置中的任一者执行。具体来说，可由图7的阻抗测量单元734或图8的谐振频率测量单元834执行测量，而可由图7的评估单元732或图8的评估单元832执行确定、比较及/或差计算。
根据以下等式，每一单元中的值可对应于对应环路的测得的环路谐振频率(ft)与环路的谐振频率的所存储的校准参考值(fref)之间的差(Δf)的绝对值：
Δf＝|ft-fref|
如上关于图9所述，可已经针对例如温度飘移等偏差补偿这些值。如果模式显现有噪声，意味着时间连续地获取的模式展示方差，那么可对连续地所获取的模式及/或空间滤波/平滑应用时间及/或空间平均技术，例如，移动平均、指数衰退平均(例如，一阶无限响应滤波器)。如先前陈述，在另一个实施例中，每一矩阵单元中的值可对应于对应环路的测得的环路阻抗与所述环路的阻抗的所存储的校准参考值之间的差的绝对值。
一旦确定环路谐振频率差Δf，可确定每一环路的Δf及具有大体上一起布线的引线的邻近环路的Δf之间的差且映射到经精简矩阵，例如结合图17展示的经精简矩阵。图17是根据示范性实施例的用于基于环路测量值、邻近环路测量值检测物体且校正温度变化的经精简结果矩阵的图。经精简矩阵1700可包含对应于结果矩阵900的m行及n列及对应环路阵列中的感测环路的m行及n列的m-1行及n列。此可为其中感测环路阵列的一列中的所有感测环路的引线一起布线的情况。在替代方案中，在所有引线逐行被分组及一起布线的情况下，经精简矩阵1700将包含m行及n-1列。考虑相同列中的环路，可根据以下等式计算矩阵1700中的每一单元的差值ΔnfΔ：
ΔnΔf＝|Δfi,j-Δfi,j+1|
其中i＝1…n且j＝1…m。
因此，举例来说，根据以下等式，单元1712及1723可分别保持差值Δ1Δf及Δ2Δf，如图17中所展示：
Δ1Δf＝|Δfi,j-Δfi,j+1|
Δ2Δf＝|Δfi,j+1-Δfi,j+2|
接着可将经精简矩阵1700的单元的所计算的差值与检测阈值进行比较以确定外来物体的存在或不存在。因此，通过考虑每一环路及具有大体上一起布线的引线的邻近环路两者的环路谐振频率差Δf之间的差，可抵消归因于所述环路及邻近环路内的温度变化而引起的谐振频率及/或引线阻抗中的共同漂移。此外，因为实际上消除了特定环路及邻近环路发生的任何漂移，所以此程序还抵消由其中利用相同检测电路测量两个环路的阻抗及/或谐振频率的检测电子器件引起的任何温度飘移，如先前结合图7及8描述。在另一实施例中，在测量环路阻抗的情况下，上文描述的差值ΔnΔf中的每一者可包括所述环路及邻近环路阻抗的差而非所述环路及邻近环路谐振频率的差，其中所有其它关系不变。下文将结合图18到21呈现进一步描述利用如结合图16及17描述的差如何提高灵敏性同时校正温度变化的若干实例。虽然图18到21中展示的实例是关于环路谐振频率中的改变，但它们同样适用于其中测量及确定环路阻抗中的改变的实施例。此外，下图18到21中描述的测量、确定、比较及/或求和可实施在图7及8中的任一者中展示的电路及/或装置中或由所述电路及/或装置中的任一者执行。具体来说，可由图7的阻抗测量单元734或图8的谐振频率测量单元834执行测量，而可由图7的评估单元732或图8的评估单元832执行确定、比较及/或差计算。
图18是说明根据示范性实施例的在没有外来物体存在于室温下时的环路谐振频率的图表。图表1800展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及所述9个环路的邻近环路之间的所计算的差。如所展示，物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性绝对检测阈值1805可为大约30kHz。然而，此绝对检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。类似地，在考虑到温度飘移的情况下物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性差分检测阈值1810可为大约15kHz。然而，此差分检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。环路6及7可测量0kHz的Δf值，意味着它们的电流谐振频率大体上与那些环路的参考/校准值相同。环路1、3、4及9可各自测量大约1kHz的Δf值，而环路2、5及8可各自测量大约2kHz的Δf值。1kHz及2kHz的这些值可表示在环路阵列的环路的预期容限内的噪声振幅。因为环路及引线处于大体上室温，所以无展示明显的温度飘移。如所展示，邻近环路的测得值之间的所计算的差值出现在环路测得值之间。例如，因为环路6及7两者测量0kHz的Δf值，所以它们的差将也是大约0kHz，如通过环路6及7之间的值所示。同样，其它邻近环路中的每一者之间的差值显得是相应的邻近环路的差。因为不存在物体，所以没有测得的值或差值超过检测阈值1805或1810且未检测到物体。
图19是根据示范性实施例的说明在没有外来物体存在于增加的温度下时的环路谐振频率的改变的另一图表。图表1900展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及所述9个环路值中的每一者之间的邻近环路之间的所计算的差。物体检测器将一般可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性绝对检测阈值1905可为大约30kHz。类似地，在考虑到温度飘移的情况下物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性差分检测阈值1910可为大约15kHz。然而，这些检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。如所展示，随着温度开始上升，与环路中的每一者相关联的测得的差值开始向上漂移且远离零。例如，环路1及2中的每一者的测得值超过差分检测阈值1910。然而，因为它们是测得值且不是邻近环路之间的所确定的差值，所以测得值不触发外来物体检测警报。因为邻近环路的漂移非常类似，所以邻近环路之间的所确定的差值保持接近0kHz。
图20是根据示范性实施例的说明在没有外来物体存在于大体上增加的温度下时的环路谐振频率的改变的另一图表。图表2000展示环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及邻近环路之间的所计算的差。物体检测器将一般可靠地确定物体存在于特定环路的示范性绝对检测阈值2005可为大约30kHz。类似地，在考虑到温度飘移的情况下物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性差分检测阈值2010可为大约15kHz。然而，这些检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。因为温度甚至高于图18或19中展示的温度，所以环路漂移中的每一者的测得值甚至进一步向上且远离零。因为测得值已偏移到使得它们中的许多超过绝对检测阈值2005，所以一般将触发假警报。然而，因为微分值各自保持显著低于差分检测阈值2010，所以将不触发假警报。
图21是根据示范性实施例的说明在存在外来物体时的环路谐振频率的改变的另一图表。图表2100展示在外来物体存在于示范性环路4、5及6上方时环路阵列的一行中的9个示范性环路中的每一者的测得值以及邻近环路之间的所计算的差。物体检测器将一般可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性绝对检测阈值2105可为大约30kHz。类似地，在考虑到温度飘移的情况下物体检测器可以可靠地确定物体存在于特定环路上方的示范性差分检测阈值2110可为大约15kHz。然而，这些检测阈值仅是示范性的，且不被解释为具限制性，因为检测阈值可取决于特定应用而为任何适当的值。因为外来物体存在于环路4、5及6上方，所以环路4、5及6中的每一者的测量Δf值可大体上升高。例如，环路4的测得的Δf值可超过绝对检测阈值2105。因为外来物体不存在于环路3及7上方，所以环路3及7的测得的Δf值大体上低于绝对检测阈值2105。然而，环路3及4之间的所计算的差及环路6及7之间的所计算的差大得足够超过差分检测阈值2110，且触发存在外来物体的确定。此外，因为差分检测阈值2110可低于绝对检测阈值2105，所以可增加整个系统的灵敏性及稳健性。
上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)来执行。通常，各图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应的功能装置来执行。
可使用多种不同技艺及技术中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示可贯穿以上描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。
结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及方法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已通常在功能性方面描述了各种说明性元件、块、模块、电路及步骤。将此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束而定。可针对每一特定应用以变化的方式来实施所描述的功能性，但这些实施例不应解释为造成脱离实施例的范围。
可通过通用硬件处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或经设计以执行本文中所描述的功能的其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件元件或其任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路。通用硬件处理器可为微处理器，但在替代方案中，硬件处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。硬件处理器还可经实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合或任一其它此配置。
结合本文中所揭示的实施例而描述的方法的步骤及功能可直接以硬件、以由硬件处理器执行的软件模块或以所述两者的组合来体现。如果以软件实施，则所述功能可作为一或多个指令或程序代码而存储于有形、非暂时性计算机可读媒体上或经由有形、非暂时性计算机可读媒体传输。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、缓冲器、硬盘、可移除式磁盘、CD ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。将存储媒体耦合到硬件处理器使得所述硬件处理器可从所述存储媒体读取信息及将信息写入到所述存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与硬件处理器成一体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。以上各者的组合还应包含于计算机可读媒体的范围内。硬件处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。所述ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，硬件处理器及存储媒体可作为离散元件而驻留于用户终端中。
出于概括本发明的目的，已在本文中描述某些方面、优点及新颖特征。应了解，根据任何特定实施例未必可实现所有这些优点。因此，可以实现或优化如本文中所教示的一个优点或一群优点而不必须实现如本文中可能教示或提出的其它优点的方式来体现或进行本发明。
上文所描述的实施例的各种修改将容易显而易见，且可在不脱离申请案的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施例。因此，本申请案无意限于本文中所展示的实施例，而是将被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广范围。

Claims (26)

1.一种用于检测物体的存在的设备，其包括：
多个导电环路，其布置在阵列中；
传感器电路，其经配置以确定与所述多个导电环路中的每一者相关联的电特性；
所述设备的特征在于，所述设备还包括：
硬件处理器，其经配置以：
针对所述多个导电环路中的每一环路，基于以下两者的和而确定参数：与所述环路相关联的所述电特性与参考值的偏差，及与至少一个邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的偏差；及
基于所述参数而确定所述物体的所述存在。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电特性包括环路谐振频率、环路阻抗或这两者。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述硬件处理器进一步经配置以基于所述多个导电环路的几何布置而将加权因子应用到所述偏差中的每一者。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述硬件处理器进一步经配置以通过将所述参数确定为以下两者之间的差而补偿归因于温度而引起的与所述多个导电环路中的每一者相关联的所述电特性中的漂移：与所述环路相关联的所述电特性与所述电特性的所述参考值的所述偏差，及与所述邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的所述偏差。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，用于所述环路的引线及用于所述邻近环路的引线大体上一起物理地布线。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述硬件处理器经配置以抵消与所述环路及所述邻近环路相关联的所述电特性中的共同漂移。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个导电环路不重叠。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个导电环路重叠。
9.一种用于检测物体的存在的方法，其包括：
确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的电特性；所述方法的特征在于，所述方法还包括：
针对所述多个导电环路中的每一环路，基于以下两者的和而确定参数：与所述环路相关联的所述电特性与参考值的偏差，及与至少一个邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的偏差；及
基于所述参数而确定所述物体的所述存在。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电特性包括环路谐振频率、环路阻抗或这两者。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述参数包括基于所述多个导电环路的几何布置而将加权因子应用到所述偏差中的每一者。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述参数包括通过将所述参数确定为以下两者之间的差而补偿归因于温度而引起的与所述多个导电环路中的每一者相关联的所述电特性中的漂移：与所述环路相关联的所述电特性与所述电特性的所述参考值的所述偏差，及与所述邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的所述偏差。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，用于所述环路的引线及用于所述邻近环路的引线大体上一起物理地布线。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，补偿所述漂移会抵消与所述环路及所述邻近环路相关联的所述电特性中的共同漂移。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个导电环路不重叠。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个导电环路重叠。
17.一种用于检测物体的存在的设备，其包括：
用于确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的电特性的装置；所述设备的特征在于，所述设备还包括：
用于以下操作的装置：针对所述多个导电环路中的每一环路，基于以下两者的和而确定参数：与所述环路相关联的所述电特性与参考值的偏差，及与至少一个邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的偏差；及
用于基于所述参数而确定所述物体的所述存在的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述电特性包括环路谐振频率、环路阻抗或这两者。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，进一步包括用于以下操作的装置：通过将所述参数确定为以下两者之间的差而补偿归因于温度而引起的与所述多个导电环路中的每一者相关联的所述电特性中的漂移：与所述环路相关联的所述电特性与所述电特性的所述参考值的所述偏差，及与所述邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的所述偏差。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，补偿所述电特性中的所述漂移包括抵消与所述环路及所述邻近环路相关联的所述电特性中的共同漂移。
21.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述多个导电环路不重叠。
22.一种用于检测物体的存在的非暂时性计算机可读媒体，其具有编码在其上的指令，所述指令在被执行时致使设备：
确定与布置在阵列中的多个导电环路中的每一者相关联的电特性；所述非暂时性计算机可读媒体的特征在于，所述非暂时性计算机可读媒体进一步具有编码在其上的指令，所述指令在被执行时致使所述设备：
针对所述多个导电环路中的每一环路，基于以下两者的和而确定参数：与所述环路相关联的所述电特性与参考值的偏差，及与至少一个邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的偏差；及
基于所述参数而确定所述物体的所述存在。
23.根据权利要求22所述的非暂时性计算机可读媒体，其特征在于，所述电特性包括环路谐振频率、环路阻抗或这两者。
24.根据权利要求22所述的非暂时性计算机可读媒体，其特征在于，确定所述参数包括通过将所述参数确定为以下两者之间的差而补偿归因于温度而引起的与所述多个导电环路中的每一者相关联的所述电特性中的漂移：与所述环路相关联的所述电特性与所述电特性的所述参考值的所述偏差，及与所述邻近环路相关联的所述电特性与所述参考值的所述偏差。
25.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读媒体，其特征在于，补偿所述漂移包括抵消与所述环路及所述邻近环路相关联的所述电特性中的共同漂移。
26.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读媒体，其特征在于，所述多个导电环路不重叠。
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